一种超声成像测井仪器的声学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种超声成像测井仪器的声学系统，在本发明专利技术实施例所提供的超声成像测井仪器的声学系统中，至少包括多组换能器组、腔体和电机，每组换能器组至少包括一个换能器；其中，腔体用于密封多组换能器组和电机，且腔体上有多个透声窗，每个透声窗分别与每个换能器一一对应，以便换能器通过透声窗进行声波的发送和接收；电机用于为超声成像测井仪器的声学系统提供动力，包括为多组换能器组提供旋转动力；每个换能器旋转一周获取待测井的部分成像数据，以便将每个换能器获取的成像数据进行偏移处理，进而获得在同一水平面上待测井一周的成像数据。本发明专利技术所提供的超声成像测井仪器的声学系统在保证正常使用的同时，保证了超声成像测井仪器的声学系统部分的机械强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声学测井领域，尤其涉及一种超声成像测井仪器的声学系统。
技术介绍
超声成像测井仪器一般由声学系统、信号采集、信号传输和地面处理与显示四部分组成，声学系统部分有一个能旋转的超声探头(或换能器)构成，该探头兼作发射探头和接收探头。将测量的反射波幅度和传播时间按井眼内360°方位以图像显示，可以分析井壁岩性及表面特征(包括裂缝、孔洞和冲蚀带)，也可用来观察套管内壁的变化。在现有技术中，超声成像测井仪器中将旋转换能器置于一起底部，使得旋转换能器部分与外界接触，但此种方式需要做动密封，并且旋转部分比较脆弱、易损坏；或者将旋转换能器置于仪器中间位置，将仪器中旋转换能器对应的位置由原来的金属材料替换为透声材料，旋转换能器可在透声材料所形成的短节内旋转，但短节部分机械强度相对较差，尤其在仪器直径较小时，很容易发生问题、损坏。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种超声成像测井仪器的声学系统，至少包括多组换能器组、腔体和电机，每组换能器组至少包括一个换能器；其中，腔体用于密封多组换能器组和电机，且腔体上有多个透声窗，每个透声窗分别与每个换能器一一对应，以便换能器通过透声窗进行声波的发送和接收；电机用于为超声成像测井仪器的声学系统提供动力，包括为多组换能器
组提供旋转动力；每个换能器旋转一周获取待测井的部分成像数据，以便将每个换能器获取的成像数据进行偏移处理，进而获得在同一水平面上待测井一周的成像数据。可选地，在上述超声成像测井仪器的声学系统中，透声窗的材料为聚四氟乙烯，腔体的材料为金属。可选地，在上述超声成像测井仪器的声学系统中，腔体为圆柱体，且腔可选地，在上述超声成像测井仪器的声学系统中，每个换能器的水平位置不同。本专利技术实施例所提供的超声成像测井仪器的声学系统在保证声学系统正常使用的前提下，保证了超声成像测井仪器的声学系统的机械强度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种超声成像测井仪器声学系统部分的装置结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的声学系统部分结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的声学系统部分结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。为了解决当前小直径超声成像测井仪器的声学系统部分所存在的机械强度问题，本专利技术实施例提供一种超声成像测井仪器的声学系统结构，使得声学系统部分在保证正常的数据采集的同时，也能保证仪器本身的机械强度。图1为本专利技术实施例提供的一种超声成像测井仪器的声学系统部分的装置结构示意图，如图1所示，声学系统部分至少包括耐高压的腔体11、多组旋转换能器组13(两组或两组以上)以及电机12；其中，腔体11，多为圆柱形，腔体内密封着多组旋转换能器组13和电机12，
以便旋转换能器组13和电机12能够与外界泥浆等隔离，在腔体上与换能器对应的位置带有透声窗14，每个换能器对应一个透声窗14，透声窗14的大小取决于换能器的个数和换能器的大小。电机12，为超声成像测井仪器声学系统部分提供动力，包括为多组旋转换能器组13内的多个换能器提供旋转动力。多组旋转换能器组13的每个换能器组至少包括一个旋转换能器，每个换能器对应位置的腔体11上均有透声窗14，换能器旋转并通过透声窗14发送和接收声波，且每个换能器的旋转方式需保证其声波指向待测井内统一水平面的内壁，每个换能器旋转一周得到待测井的部分成像数据，将多组旋转换能器组13内每个不同水平位置的换能器的成像数据进行深度偏移之后进行数据合成，合成的数据即为待测井一周的成像数据。举例说明，如：超声成像测井仪器声学系统部分包括两组旋转换能器组，每组换能器组至少包括一个换能器，每个换能器组旋转一周获得待测井180°的成像数据，最后将两个换能器的数据进行深度偏移，再进行数据合成便获得待测井一周的成像数据。可选地，在本实施例所提供的仪器中透声窗14的材料为透声性能较好材料，如：聚四氟乙烯；而腔体11所选取材料多为金属材料。可选地，在本实施例中腔体11的直径小于(或等于)70mm。需要说明的是，透声窗的大小以及透声窗之间的轴向距离可以根据超声成像测井仪器的声学系统部分的具体工作需求进行设定，使得超声成像测井仪器的声学系统部分在保证正常使用的同时，保证超声成像测井仪器的声学系统部分的机械强度；换能器的数量则根据超声成像测井仪器实际需求进行设定。为了更直观的描述本专利技术实施例所提供具有多组换能器组的超声成像测井仪器声学系统部分的具体工作过程及原理，下面通过具体的实施例对本专利技术所提供的超声成像测井仪器声学系统部分进行进一步的描述。实施例一图2为本专利技术实施例一提供的声学系统部分结构示意图，如图2所示，实施例一所提供的超声成像测井仪器的声学系统部分包括两组换能器组13，每个换能器组包括一个换能器，具体地：腔体11，多为圆柱形，腔体内密封着多组旋转换能器组13和电机12，以便旋转换能器组13和电机12能够与外界泥浆等隔离，在腔体上与换能器对应的位置带有透声窗14。电机12，为超声成像测井仪器声学系统部分提供动力，包括为两组旋转换能器组13内换能器1和换能器2供旋转动力。两组旋转换能器组13的每个换能器组包括一个旋转换能器(换能器1和换能器2)，且2个换能器的旋转方式需保证其声波指向待测井内统一水平面的内壁；换能器1通过腔体11上与其位置(如图S1)对应的透声窗14进行声波的发送和接收，并在旋转一周后获得待测井180°(如0°-180°)的成像数据，换能器2通过腔体11上与其位置(如图S2)对应的透声窗14进行声波的发送和接收，并在旋转一周后获得待测井另外180°(如180°-360°)的成像数据；而后将不同水平位置的换能器1和换能器2的成像数据进行深度偏移，并进行数据合成，获得待测井一周的成像数据。需要说明的是，从图中位置S1和位置S2是截面示意图可知，位置S1与位置S2处的透声窗14分别占所在位置腔体11圆周的至少二分之一，且位置S1处透声窗14的大小需保证换能器1在旋转一周后获得待测井180°(0°-180°)的成像数据，位置S2处透声窗14的大小需保证换能器2在旋转一周后获得待测井另外180°(180°-360°)的成像数据。可选地，在本实施例所提供的仪器中透声窗14的材料为透声性能较好材料，如：聚四氟乙烯；而腔体11所选取材料为金属材料。可选地，在本实施例中腔体11的直径小于70mm。实施例二图3为本专利技术实施例二提供的声学系统部分结构示意图，如图3所示，实施例二所提供的超声成像测井仪器的声学系统部分包括三组换能器组13，每个换能器组包括一个换能器，具体地：腔体11，多为圆柱形，腔体内密封着多组旋转换能器组13和电机12，以便旋转换能器组13和电机12能够与外界泥浆等隔离，在腔体上与换能器对应的位置带有透声窗14。电机12，为超声成像测井仪器声学系统部分提供动力，包括为两组旋转换能器组13内换能器1、换能器2和换能器3提供旋转动力。三组旋转换能器组13的每个换能器组包括一个旋转换能器(换能器1换能器2和换能器3)，且3个换能器的旋转方式需保证其声波指向待测井内统一水平面的内壁；换能器1通过腔体11上与其位置(如图位置S1)对应的透声窗14进行声波的发送和接收，并在旋转一周后获得待测井120°(如0°-120°)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声成像测井仪器的声学系统，其特征在于，所述声学系统至少包括多组换能器组、腔体和电机，每组所述换能器组至少包括一个换能器；其中，所述腔体，用于密封所述多组换能器组和所述电机，且所述腔体上有多个透声窗，每个所述透声窗分别与每个所述换能器一一对应，以便所述换能器通过所述透声窗进行声波的发送和接收；所述电机，用于为超声成像测井仪器的声学系统提供动力，包括为所述多组换能器组提供旋转动力；每个所述换能器旋转一周获取待测井的部分成像数据，以便将每个所述换能器获取的成像数据进行偏移处理，进而获得在同一水平面上待测井一周的成像数据。

【技术特征摘要】
1.一种超声成像测井仪器的声学系统，其特征在于，所述声学系统至少包括多组换能器组、腔体和电机，每组所述换能器组至少包括一个换能器；其中，所述腔体，用于密封所述多组换能器组和所述电机，且所述腔体上有多个透声窗，每个所述透声窗分别与每个所述换能器一一对应，以便所述换能器通过所述透声窗进行声波的发送和接收；所述电机，用于为超声成像测井仪器的声学系统提供动力，包括为所述多组换能器组提供旋转动力；每个所述换能器旋转一周获取待测井的部...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺洪斌，王秀明，陈德华，邱萌，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11